《ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》——1.7　一个简单的分析实例

2021-09-16 00:19:29

本节书摘来自异步社区《ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》一书中的第1章，第1.7节,作者：吕建国 , 康士廷更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

1.7　一个简单的分析实例

ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册
下面将介绍一个简单的分析实例，通过此实例可以了解使用Mechanical应用进行ANSYS 分析的基本过程。模型截面为正方形的悬臂梁，如图1-30所示。

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1.7.1 问题描述
本例中要进行分析的模型是一个弯头（如图1-30所示）。悬臂梁假设是在一个力P作用下使用（5 Mpa）。悬臂梁是由铝合金制成的，梁的长度L为2m，梁的高度H为0.25m。要得到的结果是检验确定这个部件可以在假设的环境下使用。

1.7.2 项目概图
1打开Workbench程序，展开左边工具箱中的Analysis Systems栏，将工具箱里的Static Structural选项直接拖动到项目管理界面中或直接在项目上双击载入，建立一个含有Static Structural的项目单元格，结果如图1-31所示。

2导入模型。右键单击A3栏图片 1，在弹出的快捷菜单中选择“Import Geometry”→“Browse”，然后打开“打开”对话框，打开光盘源文件中的“cantilever.x_t”。

3双击A4栏图片 1，启动Mechanical应用程序，如图1-32所示。

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1.7.3 前处理
1设置单位系统，在主菜单中选择“Units”→“Metric（mm、kg、N、s、mV、mA）”，设置单位为公制毫米单位。

2为部件选择一个合适的材料，返回到Project schematic窗口并双击“A2栏 Engineering Data”得到它的材料特性。

3在打开的材料特性应用中，单击工具栏中的Engineering Data Sources ，如图1-33所示。打开左上角的Engineering Data Sources窗口。单击其中的General Materials使之点亮。

4在General Materials点亮的同时单击Outline of General Materials窗格中的“Aluminum Allow”旁边的“+”将这个材料添加到当前项目。

5单击工具栏中的返回到Project（项目）中。这时Model单元格指出需要进行一次刷新。

6在model栏单击鼠标右键选择“Refresh”，刷新Model 栏，如图1-34所示。然后返回到Mechanical 窗口。

7返回到Mechanical窗格，在树形目录中选择Geometry下的Solid并选择“Material”→“Assignment”栏来改变铝合金的材料特性，如图1-35所示。

8插入载荷，在树形目录中单击Static Structural（A5）分支，此时“Context”工具条显示为Environment工具条。

9单击其中的Loads按钮，在弹出的下拉列表中选择“Pressure”（压力载荷）。插入一个“Pressure”（压力载荷）。在树形目录中将出现一个Pressure选项。

10施加载荷到几何模型上，选择部件上表面。然后单击属性窗格中的“Apply”按钮，然后在“Magnitude”栏中输入5MPa，如图1-36所示。

11给部件施加约束，单击其中的Supports按钮，在弹出的下拉列表中选择“Fixed Support”。将其施加到一端的表面，结果如图1-37所示。

12添加结构结果，在树形目录中单击Solution Information（A6）分支，此时“Context”工具条显示为Solution工具条。

13单击其中的Deformation按钮，在弹出的下拉列表中选择“Total”（全部变形）。在树形目录中的Solution（A6）栏内将出现一个Total Deformation选项。采用同样的方式，插入“Stress”→“Equivalent （von-Mises）”和“Tools”→“Stress Tool”两个结果，添加后的分支结果如图1-38所示。